研究和评论:研究的生物雷竞技苹果下载学》杂志上
菜单ISSN: 2322 - 0066
ISSN: 2322 - 0066
收到:自2022年7月22日-,手稿。工作- 22 - 69914;编辑分配:2022年- 7月26日,PreQC不。工作- 22 - 69914 (PQ);综述:09年8月——2022年,质量控制。工作- 22 - 69914;修改后:16 - 8月- 2022年手稿。工作- 22 - 69914 (R);发表:26日- 8月- 2022,2322 - 0066.10.6.004 DOI: 10.4172 /。
访问更多的相关文章研究和评论:研究的生物雷竞技苹果下载学》杂志上
背景:本研究的目的是确定遗传因素和染色体区域导致的股骨头骨坏死(ONFH)在一个中国家庭的演讲Legg-Calve-Perthes疾病(LCPD)。
方法:在这项研究中,我们进行了一个中国家庭的全外显子测序LCPD突变检测。十名成员在27 ONFH家庭成员在家庭四代,5影响研究家庭的成员和5正常人民控制是接受了突变检测全外显子组测序。结构建模测试应用于分析潜在的结构性变化造成的错义替换。
结果:在这个中国家庭受到LCPD,变异(c。3508 G>A, p. Gly1170Ser) in exon 50 of COL2A1 in the Gly–X–Y domain was present in 10 patients but absent in 5 unaffected members of the studied family and in 5 control chromosomes from unaffected individuals of matched geographical ancestry. The COL2A1 gene mutation was further validated by Sanger sequencing, confirmed that were heterozygous for the mutation. Then, we identified the p.Gly1170Ser mutation in exon 50 of COL2A1 in a Chinese family with LCPD.
结论:本研究地图突变的突变(c。3508 G>A, p. Gly1170Ser) in exon 50 of COL2A1 in the Gly–X–Y domain in a Chinese family of LCPD, which causes osteonecrosis of femoral head.
遗传学;骨坏死;股骨头;COL2A1
ONFH:股骨头骨坏死;LCPD: Legg-Calve-Perthes疾病;高清:髋关节发育不良;SNP:单核苷酸多态性
股骨头坏死(ONFH)在成人和儿童,和的股骨头骨坏死发生在儿童被称为Legg-Calve-Perthes疾病(LCPD)。尽管LCPD被描述在100多年前,它的病因仍然是有争议的。LCPD V莱顿突变可能与异常相关因素(1]。因子V莱顿LCPD患儿的基因突变。描述一个家庭三代传播因子V莱顿和LCPD开发的三个兄弟姐妹在这个家庭2]。报告杂合性因子V莱顿是唯一继承与发展相关的风险因素LCPD [3]。表明V莱顿突变纯合子形式的因素有一些作用的临床课程LCPD [4,5]。
虽然它最近被假定血栓形成倾向可能LCPD在病因学中的作用,它仍然相互矛盾的6]。报告没有关联因子V莱顿和LCPD [7]。报告中的血栓性组件病因LCPD [8]。研究没有发现率的增加因子V或凝血酶原基因突变在儿童与en LCPD相比自然发生率(9]。没有发现基因LCPD之间的联系,增加了基因血栓形成倾向患者与对照组相比,(10]。第二凝血酶原G20210A突变位于11 p11-q12立场,激活凝血级联从而增加血栓形成的风险。报告methylenetetrahydrofolate与LCPD[无关11- - - - - -13]。
先前的研究表明,LCPD聚集强烈的家庭,和骨坏死的遗传素质是有据可查的COL2A1 [14- - - - - -18]。报告两个孩子出现异常的情况下开发的臀部和小说COL2A1基因的突变被发现。报告2代4男性家庭成员与LCPD-like COL2A1基因的特性和突变的12个问题染色体。确定一个杂合的变异(c。1888G>A, p. Gly630Ser) in exon 29 of COL2A1 in the Gly–X–Y domain, in a Chinese family affected by LCPD and ANFH. An understanding of the causes of LCPD is important for its prevention, diagnosis, and treatment. Although its obscure etiology is still under discussion, recent studies have focused on the importance of genetic factors in the development of LCPD because genetic factors can provide insight into the pathophysiology of ONFH and point to new treatments. We evaluated a large family with a dominantly inherited of ONFH in Chinese family with LCPD.
病人招募/样本集合
患者的一个中国家庭LCPD遭受了严重的髋关节疼痛诊断ONFH在肇庆市第一人民医院。研究协议批准临床研究委员会在肇庆市第一人民医院。知情同意书是获得所有研究对象和研究符合赫尔辛基宣言二世和当地伦理委员会批准。与LCPD 27这个中国家庭的成员参与了这项研究,其中10所示显示ONFH的临床症状图1。
图1:四代LCPD家族的谱系。患者LCPD显示通过黑暗的象征。一个箭头表示渊源者。
临床检查显示,这些患者有其他相关的骨和关节的迹象,视觉功能障碍或糖尿病。所有患者抱怨疼痛影响髋关节的活动范围有限,步行距离,和第一个髋关节疼痛的症状自述在年龄从1到13岁(表1)。
| 病人 | 年龄 | 性别 | 高度 | 侏儒症 | 近视 | 听力 | 脊髓 | 骨骼 | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| - - - - - - | (年) | - - - - - - | (厘米) | - - - - - - | - - - - - - | 宽松的 | 变化 | ONFH | 高清 | 其他异常 |
| 二:1 | 59 | F | 156年 | N | N | N | N | Y | N | N |
| 二:3 | 57 | F | 157年 | N | N | N | N | Y | N | N |
| 二:5 | 53 | 米 | 163年 | N | N | N | N | Y | Y | N |
| 第三:1 | 34 | F | 160年 | N | N | N | N | Y | N | N |
| 第三:3 | 32 | F | 158年 | N | N | N | N | Y | N | N |
| 第三:5 | 30. | 米 | 164年 | N | N | N | N | Y | N | N |
| 第三:7 | 36 | F | 160年 | N | N | N | N | - - - - - - | N | N |
| 第三:9 | 31日 | F | 159年 | N | N | N | N | Y | N | N |
| 第三:11 | 29日 | 米 | 165年 | N | N | N | N | Y | N | N |
| 第三:13 | 26 | F | 161年 | N | N | N | N | - - - - - - | Y | N |
| 第三:15 | 13 | 米 | 159年 | N | N | N | N | Y | Y | N |
| 第四:1 | 9 | 米 | 138年 | - - - - - - | N | N | N | - - - - - - | - - - - - - | - - - - - - |
| 第四:2 | 12 | F | 145年 | N | N | N | N | - - - - - - | - - - - - - | N |
| 第四:3 | 3 | 米 | 89年 | - - - - - - | N | N | N | Y | - - - - - - | - - - - - - |
| 第四:4 | 14 | F | 153年 | N | N | N | N | - - - - - - | - - - - - - | N |
| 第四:5 | 8 | F | 132年 | - - - - - - | N | N | N | - - - - - - | - - - - - - | - - - - - - |
| 四:6 | 4 | 米 | 97年 | - - - - - - | N | N | N | - - - - - - | - - - - - - | - - - - - - |
注意:N =没有;Y =年;ONFH =的股骨头坏死;高清=髋关节发育不良
表1:总结临床表现的家庭成员的影响。
全外显子组测序
有十名成员在27 ONFH家庭成员在家庭四代。ONFH的十个家庭成员,5影响研究家庭的成员和5正常人民控制是接受了突变检测全外显子组测序。外周血白细胞的DNA样本提取使用QIAamp血液迷你DNA工具包(美国试剂盒,圣克拉拉,CA)。在分析样品之前,DNA整除re-precipitated除去蛋白质和碎片。整个exome-enriched图书馆准备从3μg基因组DNA的渊源者(II: 6)使用安捷伦的SureSelect人类所有外显子50 Mb为基础的解决方案捕捉试剂。外显子组捕获执行根据制造商的协议(美国安捷伦)。捕获的DNA然后使用Illumina公司HiSeq2000测序平台。原始图像文件被Illumina公司Basecaller处理软件1.7(美国圣地亚哥,CA)基地与缺省参数调用。
变异注释
获得的序列读取对齐到人类基因组(hg19)使用SOAP2和BWA工具单核苷酸多态性(SNP)和插入/删除(indel),分别。读一致性的百分比计算参考基因组和有针对性的外显子组使用Perl脚本。同样,Perl脚本使用不匹配的检测频率和错误位置。与SOAPsnp SNP打电话了,indels被确定通过与GATK对齐结果。从dbSNP获得了详细的注释信息,ccd, UCSC基因组浏览器,运用,和编码数据库。使用这些注释,我们筛选了小说,可能有害的变异进行进一步的研究。
桑格测序
桑格测序验证和患病率测试进行突变在10控制使用之前定义的协议无关。特定的引物设计为目标区域,3730年ABI和PCR产物测序DNA分析仪后标准程序(生活技术,美国)。分析了序列读取使用Sequencher软件包(美国GeneCodes Inc .)。测序跟踪视觉检查在雀电视v1.4(美国Geospiza Inc .)。
生物信息学分析
微卫星标记选择基于ABI棱镜链接映射集和UCSC的数据库。PCR产品在96 -毛细管电泳自动DNA测序器(Amersham MegaBACE 1000年,德国)进行了分析和遗传分析工具软件(版本1.5。两点LOD分数计算使用链接MLINK包。常染色体显性遗传疾病基因频率是0.0001,外显率95%。建立了单体型使用斯拉夫字母。
所有患者临床和放射性后续联系,标准美雷竞技网页版联社骨盆侧髋关节射线照片。骨架片包括完整的脊柱、双髋和完整的远端松弛综述了x射线胶片的长度,也没有能找到其他不正常的骨骼疾病。总的来说,异常在受影响的家庭成员包括9例骨坏死的股正面,人ONFH结合‘髋关节发育不全’,一个‘髋关节发育不全’屋顶图2。
图2:这个系谱前后的臀部LCPD患者的x光照片,曾经的股骨头坏死(白色箭头)和臀部发育不良(白色箭头)。
外显子组测序序列生成7.42 Gb数据平均每样90 - bp paired-end读取。质量控制后,92.8%的序列数据对齐UCSC的人类参考基因组(37.1构建)和62.6%的序列数据被映射到目标区域。每个基站测序深度的分布在目标区域近似泊松分布,表明外显子组捕获区域是均匀采样。
每个基地目标区域内平均深度为111.85倍,和97.7%的这些区域是由四个或更多阅读(94.5% 10或更多的读)paired-end测序。共有1934个基因变异,包括非同义突变,接头地点变化,和indels标识所示的渊源者表2。
| 突变类型 | 数量 | |
|---|---|---|
| 单核苷酸多态性分析 | 错义 | 1382年 |
| - - - - - - | 废话 | 53 |
| - - - - - - | 拼接的网站 | 215年 |
| - - - - - - | Readthrough | 8 |
| Indel分析 | indel | 39 |
| - - - - - - | 拼接的网站 | 42 |
| - - - - - - | 移码的 | 53 |
| - - - - - - | 5-UTR | 89年 |
| - - - - - - | 3-UTR | 46 |
| - - - - - - | 启动子 | 7 |
| 总 | 1934年 | |
表2:变化被全外显子组测序。
因为大量的突变检测,我们结合全外显子组测序和连锁分析筛选潜在诱发突变。根据ONFH股正面的表现,大多数基因骨骼疾病可以被排除,候选基因的序列分析随后进行进一步验证这个家庭的潜在障碍。COL2A1的突变,一个已知基因导致先天性骨骼疾病,是包含在这些突变。在这个中国家庭受到LCPD,我们确定的杂合突变(c。3301 G>A, p. Gly1101Ser) in exon 49 of COL2A1 in the Gly–X–Y domain, mutation (c.3508 G>A, p. Gly1170Ser) in exon 50, mutation (c.4006 G>A, p. Gly1336Ser) in exon 52, and mutation (c.4213 G>A, p. Gly1405Ser) in exon 53. The mutation (c.3508 G>A, p. Gly1170Ser) in exon 50 of COL2A1 in the Gly–X–Y domain was present in 10 patients but absent in 5 unaffected members of the studied family and in 5 control chromosomes from unaffected individuals of matched geographical ancestry. The COL2A1 gene mutation was further validated by Sanger sequencing, confirmed that were heterozygous for the mutation. Then, we identified the p.Gly1170Ser mutation in exon 50 of COL2A1 in a Chinese family with LCPD shown in表3。
| 病人 | 年龄 | 性别 | 高度 | 骨骼 | 突变COL2A1 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| - - - - - - | (年) | - - - - - - | (厘米) | ONFH | 高清 | exon49 | exon50 | exon52 | exon53 |
| 二:1 | 58 | F | 156年 | Y | N | Y | Y | N | N |
| 二:3 | 56 | F | 157年 | Y | N | N | Y | Y | N |
| 二:5 | 50 | 米 | 163年 | Y | Y | N | Y | N | N |
| 第三:1 | 34 | F | 160年 | Y | N | Y | Y | N | N |
| 第三:3 | 32 | F | 158年 | Y | N | N | Y | N | Y |
| 第三:5 | 30. | 米 | 164年 | Y | N | N | Y | Y | N |
| 第三:9 | 31日 | F | 159年 | Y | N | N | Y | N | Y |
| 第三:11 | 29日 | 米 | 165年 | Y | N | Y | Y | N | N |
| 第三:15 | 13 | F | 143年 | Y | Y | N | Y | Y | N |
| 第四:5 | 3 | 米 | 85年 | Y | - - - - - - | N | Y | N | - - - - - - |
注意:N =没有;Y = Yes;ONFH =的股骨头坏死;惠普=髋关节发育不良
表3:的突变COL2A1 LCPD的中国家庭。
协会的研究表明,基因突变参与软骨宪法,骨代谢、解毒、凝血系统或血管内皮功能可能参与骨坏死的病因学19- - - - - -22]。基于外显子组测序的初始筛选和本研究的后续确认Sanger测序,确定致病突变与LCPD COL2A1在一个中国家庭。COL2A1基因局部12 q13.11-q13.2长度约30 kb和54个外显子,为生产提供一个关键元素II型胶原蛋白(23,24]。三个a1 COL2A1基因链编码的折叠在一起,triple-helical配置形成胶原homotrimer [25,26]。三重螺旋域,包含约300个氨基酸,原骨胶原的存在于有限的空间,和限制,这样每三甘氨酸,氨基酸生成一个重复(Gly-X-Y) n的序列模式。如果通用电气在这个特定区域被其他氨基酸,II型胶原蛋白的结构将被摧毁27,28]。我们的研究结果表明,在一个中国家庭的股骨头坏死LCPD显示一个继承模式。
COL2A1基因编码的三个相同的a-chains homotrimer组成II型胶原蛋白。COL2A1基因的突变会导致大范围的指定为II型collagenopathies骨骼疾病。最近的研究表明,遗传素质在COL2A1[骨坏死是有据可查的29日,30.]。研究显示提醒临床医生孩子存在的可能性与双边Perthes-like髋关节疾病可能有一个潜在的突变基因编码II型胶原蛋白。位于一个错义突变(p.G1170S) II型胶原蛋白基因(COL2A1)在日本家庭和一种常染色体显性髋关节疾病表现为LCPD显示相当大的遭受的表型变异。
LCPD可能由于各种COL2A1基因的突变,其中大部分位于triple-helical域内的蛋白质(31日- - - - - -33]。已经假定突变triple-helical胶原链可以延迟域蛋白质的折叠triple-helical构象,从而导致转译后的修改的蛋白质(34,35]。在这项研究中,所有受影响的个人被发现携带p。Gly1170Ser 50 COL2A1基因的外显子的突变,导致改变从甘氨酸、丝氨酸在密码子1170 (Gly1170Ser)。Gly1170Ser突变可能中断强制Gly-X-Y三重态序列所需的正常形成稳定triple-helical II型胶原蛋白分子,这可能会进一步导致过早胶原蛋白分子的降解,或overmodified II型胶原蛋白的生产36,37]。早期的分子分析表明特定站点位于triple-helical区域胶原蛋白分子作为重要的结合位点端肽的原纤维形成的早期阶段。
不同个体的表型表达的变化表明,其它一些遗传和环境影响可能扮演一个角色在最后的临床表现(38- - - - - -40]。迄今为止,人类知识发展LCPD是有限的,因为大量的突变COL2A1基因的发现和临床表型的变化41,42]。很显然,胶原蛋白的突变改变结缔组织的过程是复杂的,不能描述的一个途径。在未来的研究中,这个血统可以延长包括远的亲戚家人,我们相信可以揭示的描述病理表型异质性的疾病。
本研究地图突变的突变(c。3508 G>A, p.Gly1170Ser) in exon 50 of COL2A1 in the Gly–X–Y domain in a Chinese family of LCPD, which causes osteonecrosis of femoral head. Reported that the p.Gly1170Ser mutation of COL2A1 in the family described is responsible for pathology confined to the hip joint. As the previous study, the p.Gly1170Ser mutation in exon 50 of COL2A1 was identified in this study. However, this study has a large Chinese family of femoral head osteonecrosis compare to the previous reports
使用的数据集和分析在当前研究可从相应的作者以合理的要求。
不适用
作者宣称没有利益冲突。
这项研究是由广东省科学技术厅(2014 a020212041)和深圳市科技创新委员会(JCYJ20140411091151442)。
构思和设计实验:Denglu燕,执行实验:Zhaojie Wang分析数据和论文写道:智。
我们真诚感谢和蔼的帮助从所有学者的贡献我们的研究和支持广东省科学技术厅(2014 a020212041)和深圳市科技创新委员会(JCYJ20140411091151442)。